2022년 개정된 EU GMP Annex 1은 지난 수십 년간 축적된 무균제조 공정 지침 중 가장 포괄적인 개정안으로 평가된다. 이번 개정의 핵심 목적은 최신 제조 기술 및 혁신적 접근법을 제도적으로 반영하는 동시에, 글로벌 규제기관 간의 조화를 촉진하는 데 있다. 나아가 무균의약품의 품질보증을 확립하기 위해 제조업체가 수립해야 하는 전략적 요소의 불확실성을 제거하는 데 목적이 있다. 이러한 규제 패러다임의 전환은 과거 발생한 중대한 오염 사고 사례들과 더불어, 기존의 체크리스트 기반 접근법만으로는 완결성 있는 무균성을 보장할 수 없다는 규제당국의 판단에 기인한다. 본 개정안은 근본적인 체질 개선을 요구하고 있다. 즉, 과거의 규정 중심적 적합성에서 탈피하여, 제조업체가 자체적으로 설계하고 과학적 타당성을 입증하며 지속적인 검증을 수행해야 하는 위험 기반 및 과학 기반의 오염관리 체계로의 전환을 명시하고 있다.
개정 체계의 중추는 제조소 전반을 아우르는 포괄적인 오염관리전략 수립 및 이행 요구사항이다. CCS는 시설 설계, 엔지니어링 제어, 작업자 행위 표준 그리고 환경 모니터링 데이터를 하나의 유기적인 시스템으로 통합하는 전사적 전략을 의미한다. 이를 성공적으로 구현하기 위해서는 재현성과 정밀성이 확보된 미생물 샘플링 및 시험방법의 밸리데이션이 선행되어야 한다. 예를 들어, Annex 1 제 9.29항은 각 샘플링 방법론의 회수율을 실증적 데이터로 결정하고 이를 문서화하여, 추세 분석 및 데이터 해석의 과학적 근거로 유지할 것을 규정하고 있다. 현재 US FDA, EMA 및 PIC/S 회원국 규제당국은 제조소 실사 과정에서 이 요구사항에 대한 데이터 완전성과 밸리데이션 적절성을 엄격히 검토하는 추세다.
그러나 실제로는, 제약 현장에서는 Annex 1의 규제 요구기준과 실제 제조소의 입증 능력 사이에 여전히 상당한 규정 준수 격차가 존재한다. 수동 표면 샘플링의 경우 작업자의 숙련도 및 테크닉에 대한 의존도가 높아 분석법 변동성과 주관성이 개입될 여지가 크며, 배지 성능 시험의 경우 접종 균주의 상태 및 농도 제어에 따른 원천적인 변동성을 내포하고 있다. 엔도톡신 시험에서는 규제당국이 기대하는 시험실 간, 혹은 시험자 간 표준화 및 분석법 이행의 재현성이 불충분한 경우가 빈번하다. 아래 내용에서는 이러한 실무적 격차를 해소하고 규제 적합성을 확보하기 위한 최적의 도구와 전략을 제시한다. Part 1에서는 실제 지적 사례를 중심으로, 표면 샘플링 시 발생하는 위음성 결과, 작업자 적격성 평가의 주관성, 배지 성능 시험의 변동성, 엔도톡신 시험 결과의 밸리데이션 불일치 등에 대해 심층 분석한다. Part 2에서는 공정 제어의 객관성을 확보할 수 있는 정량적 측정 도구를 소개하며, Part 3에서는 CCS의 수명주기 전반에 걸쳐 규제기관의 기대수준을 충족하는 지속 가능한 프로그램 구축 방안을 다룬다.
공정 및 시스템의 실패 모드를 명확히 이해하는 것은 규제 가이드라인 자체를 이해하는 것 만큼이나 중요하다. 본문에서 다룰 과제들은 무균 제조 시설의 현장 실사 시 가장 빈번하게 적발되거나, 제품의 품질 및 규정 준수 측면에서 치명적 위험을 초래할 수 있는 대표적인 격차 분석 대상들이다.
"위음성"의 함정
모든 측정 시스템의 기본 요건은 실제로 오염이 없는 상태와 오염이 존재하지만 검출하지 못한 상태를 구별할 수 있어야 한다는 점이다. 그러나 환경 모니터링 분야에서는 이러한 구분이 충분히 검증되지 않는 경우가 많다. 많은 제조소들이 EM 결과에서 매우 낮은 수준 또는 거의 검출되지 않는 미생물 수치를 보고하고 있지만, 실제로 해당 샘플링 방법이 오염이 존재할 때 이를 적절히 회수할 수 있는지에 대한 입증자료를 확보하지 못한 경우가 적지 않다. 특히 샘플링 방법의 회수 효율이 확인되지 않았거나 매우 낮은 경우, 생성된 데이터는 실제 제조 환경 상태뿐만 아니라 시험방법 자체의 한계를 반영하게 된다. 이에 따라 최근 규제기관들은 제조업체에게 부하 시험(Challenge Study) 수행, 회수율 검증, 데이터 트렌드 분석을 요구한다. 이를 통해 "음성 결과가 실제 청정상태를 의미하는 것인지, 아니면 민감도가 부족한 시험방법의 결과인지"를 입증할 것을 요구하고 있다.
2025년 수행된 대규모 다기관 연구에서는 300개 이상의 제조시설과 총 1,155건의 샘플링 시험이 분석되었다. 연구 목적은 표면 샘플링용 표준 참조물질을 활용하여 샘플링 방법과 작업자 적격성평가 시 발생하는 편향을 최소화할 수 있는지를 평가하는 것이었다. 연구진은 표면에 일정 농도의 Escherichia coli ATCC 25922가 도포된 표준화된 참조 시료를 사용하였으며, 이를 통해 실제 표면에 존재하는 미생물 수와 작업자가 회수한 미생물 수를 객관적으로 비교하고 ·평가할 수 있었다.
다기관 생균 표면 샘플링 회수율 연구 결과 주요 시사점
(n = 1,155회 샘플링 수행, 300개 이상 시설 참여)
• 전체 샘플링 수행 건수 중 22%는 최소 회수율 기준인 20% 미만의 결과를 나타냈다.
• 전체 참여자 중 8.3%는 샘플링 수행 과정에서 접촉배지를 오염시킨 것으로 확인되었다.
• 회수율은 0%에서 90% 이상까지 매우 넓은 범위로 나타났으며, 이는 환경 중 미생물 오염 수준보다 작업자의 샘플링 기술이 회수율에 더 큰 영향을 미치는 주요 변수임을 시사한다.
• 또한 접촉배지의 제조사 및 제품 종류 역시 중요한 영향 인자로 확인되었으며, 시중에서 사용되는 16종의 상용 접촉배지 간 회수 효율에 상당한 차이가 있는 것으로 나타났다.
이 시사점은 매우 중요하다. 샘플링 수행 건수의 22%에서 실제보다 낮게 미생물 수가 계수되는 시설은 신뢰할 수 있는 환경 모니터링 데이터를 생성하고 있다고 보기 어렵다. 이러한 데이터를 기반으로 수행된 추세 분석은 제조 환경의 개선 여부와 악화 여부를 구분할 수 없으며, 실제 일탈과 작업자의 수행 기술에 의해 유발된 위음성을 구별할 수 없다. EM 데이터를 유의미하게 해석할 수 없는 경우, 의약품 허가권자 및 제조업체가 직면하는 위험은 빠르게 증가할 수 있으며, 원인 규명이 어려운 조사, 해결되지 않은 일탈, 환경 모니터링 프로그램 전체의 타당성에 의문을 제기하는 규제기관의 지적사항에서부터, 보다 엄격한 측정 기반이 있었다면 예방할 수 있었던 배치 부적합 판정, 수입 경보, 시정 및 개선조치 프로그램으로 인한 운영적·재무적 손실에 이르기까지 다양한 문제를 초래할 수 있다.
작업자 적격성 평가의 주관성 문제
현재 대부분의 표면 샘플링 적격성 평가는 관찰과 시연에 의존하고 있다. 일반적으로 교육 담당자가 신규 분석자의 샘플링 과정을 관찰한 후 적격 여부를 판단한다. 그러나 여기에는 근본적인 한계가 존재한다. 청정구역은 본질적으로 미생물 오염 수준이 매우 낮도록 설계되어 있기 때문에 일반적인 교육 상황에서는 실제 회수해야 할 미생물이 존재하지 않는다. 따라서 작업자가 샘플링 절차를 완벽하게 수행하더라도 실제 오염을 회수하는 능력까지 검증되었다고 보기 어렵다. 즉, "절차를 올바르게 수행할 수 있다"와 "실제 오염을 효과적으로 회수할 수 있다"는 서로 다른 개념이다.
USP <1116>의 「무균공정 환경의 미생물 관리 및 모니터링」은 샘플링 과정에서 발생할 수 있는 오염 위험을 최소화하기 위해 공식적인 교육 프로그램이 필요하다고 명시하고 있다. 또한 모니터링 활동은 최대한 완벽에 가까운 무균기법을 기반으로 수행되어야 함을 강조하고 있다. FDA의「Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing - Current Good Manufacturing Practice」에서는 환경 모니터링 데이터와 작업자 모니터링 데이터에 대해 단기 및 장기 추세 분석을 실시하여 환경 및 작업자 상태를 지속적으로 평가할 것을 요구한다.
실무 관점 : EU GMP 실사 준비
특정 무균 충전·제조시설에서는, 환경 모니터링 적격성 평가 미흡으로 경쟁 제조소가 경고서한을 받은 이후 EU GMP 실사를 준비하고 있다. 해당 제조소는 EM 관련 문서를 체계적으로 관리하고 있으며, 과거 환경 모니터링 결과 역시 지속적으로 낮은 수준의 미생물 수치를 나타내고 있다. 그러나 실사 전 준비성 평가 과정에서 "표면 샘플링 담당자가 표면으로부터 오염원을 신뢰성 있게 회수할 수 있다는 것을 입증할 수 있는가?"라는 질문을 받았을 때, 제시할 수 있는 정량적 데이터는 없었다. 보유한 자료는 분석자가 샘플링 시연을 관찰하고 SOP를 숙지하였음을 확인하는 교육기록뿐이었다.
반면, 동일한 제조소가 EM 프로그램의 일부로 표준화된 기준물질을 활용할 경우, 3개 교대조와 2개 클린룸 구역에 걸쳐 분석자별, 작업실별, 교대조별 회수율 데이터를 블라인드 방식으로 수집하고 추세를 분석할 수 있다. 또한 사전에 설정된 허용기준에 따른 적합/부적합 결과를 문서화하여 제시할 수 있다.
이 경우 실사관의 질문은 제기되기 전에 이미 답변된 것이나 다름없다. 또한 해당 데이터는 과학적으로 타당하고 방어 가능한 증거 자료를 제공한다. 즉, 작업자는 적격하게 평가되었고, 샘플링 기법은 일관성을 유지하고 있으며, 생성된 EM 데이터는 샘플링 과정에서 발생한 인위적 오류가 아니라 실제 제조환경의 상태를 반영하고 있음을 입증할 수 있다.
GPT(배지성능시험) 변동성이 무균 공정 시뮬레이션에 미치는 영향
배지충전시험은 무균 공정 적격성 평가 중 가장 중요한 활동 중 하나이다. 배지충전시험에 실패할 경우 전면적인 조사가 필요하며, 배치 폐기 또는 추가적인 규제기관의 집중 검토로 이어질 수 있다. 배지충전시험 결과의 유효성은 사용된 각 배지 로트에 대해 수행된 배지성능시험의 품질에 부분적으로 의존한다. 그러나 기존의 GPT 수행 방법에는 다음과 같은 몇 가지 중요한 변동요인이 존재한다.
• 보관 중인 표준균주를 배양하고 적절한 농도의 균 현탁액을 조제하는 과정은 많은 시간이 소요되며, 균주 오염의 위험을 수반한다.
• 수동 희석 및 평판배양 방법은 숙련된 시험자라 하더라도 일관된 수준의 집락형성단위를 접종하기 어렵게 만든다.
• 접종균 조제 과정에서 발생하는 변동성은 GPT 결과의 변동성으로 직접 이어지며, 배지충전시험에 사용된 배지의 GPT가 실패할 경우 전체 시뮬레이션 시험의 지연 또는 무효화로 이어질 수 있는 조사가 발생하게 된다.
재현이 가능하고 충분히 문서화된 GPT 데이터로 뒷받침되지 않는 배지충전시험은, 규정 준수 측면에서 취약점이 되며 이는 Annex 1이 허용하지 않는 사항이다.
엔도톡신 시험 결과의 불일치
엔도톡신 시험은 성격은 다르지만 그에 못지않게 중요한 문제를 안고 있다. 서로 다른 시험실이나 교대조에서 사용하는 시약, 시험 절차 및 장비의 차이로 인해 동일한 제품에 대해서도 일관되지 않은 시험 결과가 나타날 수 있다. 국제적으로 인정된 기준기관에 기반한 표준화된 기준물질이 없는 경우, 투여 경로별 엔도톡신 한도값, 최대 유효 희석배수, 그리고 시험법 적합성 자료의 산출 과정 자체가 규제 리스크의 원인이 될 수 있다. 또한 동물 유래 시약에서 재조합 시약으로의 전환은 또 다른 복잡성을 추가한다. 표준화된 기준물질은 이러한 전환 과정에서 필요한 비교 기준을 제공하며, 이를 통해 제조업체는 규제당국 제출자료 및 시험법 변경 신고를 뒷받침할 수 있는 동등성 평가 자료를 구축할 수 있다.
